Sistema de Manufatura

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Curso de Pós Graduação em Automação Industrial e Robótica

MES

Nome: João Zegrini
Pedro Elbert
Rodrigo Gomes
Tayhelliton Cezar
Tiago Castro
Wagner Souza

Barra Mansa, Agosto de 2014.

1.OBJETIVO

        Este trabalho tem como objetivo apresentar o Sistema de Execução da Manufatura (MES) do inglês Manufacturing Execution System, suas principais características, bem como a integração com o SAP e com os sistemas supervisórios.

2. MANUFACTURING EXECUTION SYSTEM (MES)

Este tópico apresenta o sistema MES, comentando o seu histórico, sua arquitetura, bem como suas principais funcionalidades, características, vantagens e como este sistema auxilia no controle da produção.

A Figura 1 apresenta a pirâmide da automação especificando o local do ERP, do MES, do SCADA e o sistema de controle de coordenação. Tal modelo ilustra o MES sob o sistema ERP e sobre o SCADA, cobrindo a lacuna existente entre o ERP e os sistemas mais próximos da planta de manufatura. O controle, por sua vez, situa-se sob o sistema SCADA que está acima do controle de coordenação e dos dispositivos da planta de manufatura.

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Figura 1: Pirâmide da Automação.

Sistemas MES são softwares que adquirem dados discretos de processo (quantidades produzidas, itens reparados, lista dos lotes prontos, nível de utilização das máquinas, tempos de setup, processo e movimentação) de diversas fontes, os armazenam em um banco de dados (que também podem armazenar históricos), e os disponibilizam através de relatórios dos demais diversos tipos.

        O sistema MES tem como característica monitorar e controlar todas as etapas do processo de produção em tempo real. É um conjunto de ferramentas (Software e Hardware) que confronta o que foi planejado com o que realmente está sendo executado, garantindo a integração entre o ERP, do inglês Enterprise Resource Planning, e outros sistemas ligados, permitindo uma melhor gestão na tomada decisão.

        Um sistema MES tem também como objetivo essencial proporcionar uma visão unificada de todo processo. Onde, o foco é auxiliar as aplicações cliente a ter um controle mais preciso sobre pedidos de compras, de vendas, níveis de estoque, etc., ou seja, das várias etapas de produção.

        Devido à natureza dos dados que são necessários, os sistemas MES são mais difundidos nas indústrias de processos discretos, por batelada.

        Os sistemas MES apresentam uma função mais “ativa” que os PIMS, do inglês Process Information Management Systems. Isto no sentido de que o MES integra várias informações associadas ao plano de produção gerado pelos sistemas ERP e, com base nestas informações, o MES atua em conjunto com os sistemas supervisórios no controle da execução das atividades, fluxo de materiais, emissão de ordens de armazenamento, entre outras inúmeras ações.

2.1 BREVE HISTÓRICO DO MES

O termo MES foi originalmente criado em 1990 pela AMR, do inglês Advance Manufacturing Research, por uma empresa de pesquisas para a área industrial. Este primeiro conceito caracterizou o MES como uma classe de sistemas de informação que reside na camada de software que fica entre os sistemas de automação no chão de fábrica e os sistemas corporativos da companhia denominados ERP.

A International Society of Automation (ISA) é uma organização global sem fins lucrativos fundada em 1945 com objetivo de emitir padrões para automação. Dentre estes se encontra a difundida norma ISA-95, composta por várias partes com a finalidade de prover integração entre os ERP’s e os sistemas de controle.

A partir de 1995 a ISA começou a emitir os drafts da sua norma ISA-95, definindo os níveis das camadas de software, 4 – ERP, 3 – MES, 2, 1, 0 – Automação e propondo vários modelos e terminologias para serem utilizados nos sistemas do tipo MES.

2.1.1COLLABORATIVE MES MODEL

Em 2004, a Manufacturing Enterprise Solution Association (MESA) apresentou uma extensão ao conceito original do MES, em um modelo chamado de Collaborative MES Model ou c-MES. Este modelo é definido por uma estratégia denominada de Collaborative Manufacturing na qual todas as organizações e indivíduos tanto internos quanto externos a uma corporação trabalham juntos. Finalmente a ARC Adivisory Group, empresa fundada em 1986 para pesquisa e orientação em manufatura, energia e soluções de Supply Chain, propôs um modelo denominado de Collaborative Manufacturing Management (CMM), onde define uma visão holística da manufatura, incluindo toda a sua complexidade de interações, suas aplicações e processos.

2.2ARQUITETURA

        Este tópico apresenta a arquitetura do sistema MES comparada ao sistema PIMS.

        Do ponto de vista físico, a arquitetura de um sistema MES é conceitualmente igual à do PIMS:

• Um Servidor Principal: É o processo ou computador que centraliza as informações e o acesso às fontes de dados, assim como que fornece as informações às demais aplicações cliente do Nível 4;
• Alguns Servidores de Comunicação: Atuam como intermediários entre o servidor principal e vários subsistemas do Nível 2;
• Estações-cliente: Atuando sobre o servidor principal, representam o ponto de acesso dos usuários ao sistema e suas funcionalidades;
• Um Banco de Dados: Repositório de informações coletadas;
• Infraestrutura da Rede e de Automação: Conjunto de softwares básico, middlewares e protocolos industriais de suporte à comunicação entre os vários sistemas dos Níveis envolvidos.

2.3PRINCIPAIS FUNCIONALIDADES

        Este tópico apresenta as principais funcionalidades do MES.

• Interfaceamento com Banco de Dados: Funções de acesso ao banco de dados;
• Interfaceamento com o sistema ERP: Funções de comunicação direta do ERP com o MES;
• Gestão e Tracking de Bateladas: Apoio ao acompanhamento dos processos por batelada, mostrando também uma correlação de dados de processo com cada batelada;
• Reconciliação de Dados: Normalização de diferentes formatos e unidades de diferentes fontes de dados, assim como de síntese de certos processamentos;
• Genealogia: Tracking dos itens consumidos e os produtos finais gerados, estabelecendo uma correlação entre eles;
• Controle Estatístico de Processos (CEP): Acompanhamento estatístico de determinados processos através de “cartas de controle” e relatórios.

• Importação de parâmetros para a produção, como pedidos e prioridades de manufatura;
• Emissão automatizada de instruções para que o armazém entregue o material nas células de trabalho;
• Exibição da fila de trabalho, instruções e documentações específica para a célula de trabalho, em função das prioridades definidas anteriormente;
• Armazenamento das informações de atividades de produção: tempos de operação (por operador), tempos de máquinas, componentes usados, material desperdiçado, etc.;
• Armazenamento e divulgação dos dados de qualidade;
• Monitoramento da produção em tempo real, e ajustes em todas as etapas conforme seja necessário;
• Análise de métricas e desempenho da produção.

2.4PRINCIPAIS VANTAGENS

        Este tópico apresenta os principais benefícios do MES.

• Identificação de desperdícios (excesso de produção, tempos de espera, inventário desnecessário, defeitos);

• Redução dos tempos de produção;
• Redução dos custos de mão de obra e treinamento;
• Apoio à produção enxuta;
• Apoio à melhoria contínua;
• Melhoria na confiabilidade do produto final (melhor qualidade);
• Melhoria na visibilidade das atividades do chão de fábrica, assim como dos custos do processo de manufatura;
• Aumento de rentabilidade utilizando os mesmos recursos;
• Aumento do índice OEE, do inglês Overall Equipament Effectivences.

2.5PRINCIPAIS BENEFÍCIOS

Este tópico apresenta os principais benefícios do MES.

Segundo um estudo da MESA, de 1997, as empresas que implantaram sistemas MES obtiveram os seguintes benefícios médios: